（水利工程专业论文）承德市需水量预测分析与研究.pdf

华北水利水电学院硕士学位论文 摘要 水资源是经济社会发展的基础性自然资源，能否解决好水资源的供需矛盾， 实现水资源的可持续利用，是关系到我国能否全面实现小康社会建设目标的重大 课题。需水量预测是保证经济社会可持续发展、保证城市用水安全的基础性工作。 本文对目前各种常用的预测方法进行了比较论证，并以承德市为实例，对 城市用水的各部分，包括生活、生产、生态用水的特点和构成进行了详尽的分析， 针对承德市的用水特点和各种预测方法的适用性，选择了分类预测法和灰色模型 法对城市近、中、远期的需水量分别进行了预测。 在分类预测中，采用定额法对各部分需水量进行了预测，并考虑用水量与 当年水资源量直接相关的特点，对5 0 、7 5 、9 5 年份的需水量分别进行了计 算。 在灰色模型法中，采用多年的统计数据构造数据矩阵和数据向量，并利用 m a t l a b 软件对数据进行运算，建立了水量预测数学模型，并利用残差检验注 对模型的精度进行了检验。 实例分析计算结果表明，分类预测需水量能使预测精度在一定程度上得蛩 改善，灰色模型具有简便、快捷、高效的特点。对承德市的需水量分析预测成罘 可供承德市相关管理部门参考。 关键词：需水量预测灰色模型分类预测m a t l a b 华北水利水电学院硕士学位论文 a b s t r a c t t h ew a t e rr e s o u r c e sa r et h ef o u n d a t i o n a ln a t u r a lr e s o u r c eo f e c o n o m i c s o c i e t yd e v e l o p m e n t ，w h e t h e rw e l ls o l v i n gw a t e rr e s o u r c e ss u p p l ya n d d e m a n da n t i n o m ya n dr e a l i z i n gw a t e rr e s o u r c e ss u s t a i n a b l eu s ei sa nt h e i m p o r t a n ti s s u ew h i c hr e l a t e so u rc o u n t r yc o m p r e h e n s i v ec o n s t r u c tg o a l o fr e a l i z i n gw e l l o f fs o c i e t y 。w a t e rd e m a n df o r e c a s ti sa nf o u n d a t i o n a l w o r kw h i c hc a ng u a r a n t e ee c o n o m i cs o c i e t ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n d t h e c i t yd r i n k a b l ew a t e rs a f e t a k i n gc h e n gd ea st h ee x a m p l e 。t h i sa r t i c l ec o m p a r ea n dp r o o ft h e p r e s e n tc o u l n o n l yu s e df o r e c a s tm e t h o d ，t ot h ec i t yw a t e ru s e de a c hp a r t a n dc a r r yo nt h ee x h a u s t i v ea n a l y s i s ，i n c l u d i n gc h a r a c t e r i s t i ca n dt h e c o n s t i t u t i o no ft h el i f e ，t h ep r o d u c t i o n ，t h ee c o l o g yw a t e r i nv i e wo f c h e n gd e sw a t e ru s e dc h a r a c t e r i s t i ca n de a c hk i n do ff o r e c a s tm e t h o d s e r v i c e a b i l i t y ，t h ea r t i c l ec h o s e nt h ec l a s s i f i e df o r e c a s tm e t h o da n d g r e ym o d e lm e t h o da n dc a r r i e do nt h ef o r e c a s ts e p a r a t e l yt ot h ec i t yn e a r 。 m i d d l ea n dl o n gt e r mw a t e rd e m a n d i nt h ec l a s s i f i e df o r e c a s t ，t h i sa r t i c l ec a r r i e so nt h ef o r e c a s tt o v a r i o u sp a r to fw a t e rd e m a n d su s i n gt h em e t h o do fr a t i n g ，a n dc o n s i d e r s t h ew a t e rc o n s u m p t i o na n dt h es 锄y e a rw a t e ra m o u n to fr e s o u r c e sd i r e c t c o r r e l a t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，c a r r i e so nt h ew a t e rd e m a n dc o m p u t a t i o nt o t h ey e a ro f5 0 ，7 5 ，9 5 s e p a r a t e l y i nt h eg r e ym o d e lm e t h o d ，t h ea r t i c l ec o n s t r u c t sd a t am a t r i xa n dt h e d a t av e c t o ru s i n gm a n yy e a rs t a t i s t i c a ld a t a , a n dc a r r i e so nt h eo p e r a t i o n u s i n gt h em a t l a bs o f t w a r e ，a n de s t a b l i s h e st h ew a t e rv o l u m ef o r e c a s t m a t h e m a t i c a lm o d e l ，a n dc a r r i e so nt h ee x a m i n a t i o nt ot h em o d e lp r e c i s i o n u s i n gt h er e s i d u a le r r o ri n s p e c t i o nm e t h o d t h ee x a m p l ea n a l y s i sr e s u l ti n d i c a t e dt h a tt h ec l a s s i f i e df o r e c a s t m e t h o de n a b l et h ef o r e c a s tp r e c i s i o nt ob ei m p r o v e dt oac e r t a i ne x t e n t ， 华北水利水电学院硕士学位论文 t h eg r e ym o d e lm e t h o dh a st h eh i g h l ya n dq u i c ke f f e c t i v ec h a r a c t e r i s t i c c h e n gd e sw a t e rd e m a n da n a l y s i sf o r e c a s tp r o d u c t i o nc a ns u p p l yr e f e r e n c e t ot h ec o r r e l a t i v es e c t i o d k e yw o r d ： w a t e rd e m a n df o r e c a s tt h eg r e ym o d e lc l a s s i f i e d f o r e c a s t 龌a t l a b i n 华北水利水电学院硕士学位论文 郑重声明 本人郑重声明：本人的学位论文是在导师指导下独立撰 写完成的。学位论文没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术 规范的侵权行为，否则本人愿意承担由此产生的一切法律责 任和后果。 特此声明。 学位论文作者( 签名) 寡君 2 0 0 6 年1 2 月1 3 日 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第一章绪论 1 1 论文研究的背景 当今世界面临着人口、资源和环境三大问题，水资源愈来愈成为限制一个地 区、乃至全球的发展因素。随着工业迅速发展、人口增长以及大规模垦荒，使水资 源利用进入了多目标综合利用时期，水资源的紧缺与对水的需求矛盾凸现出来。我 国是水资源相对缺乏的国家，人均水资源占有量为2 2 0 0 3 ，仅占全世界人均水资源 量的2 5 ，耕地平均水资源量为1 7 0 0 3 亩，为世界亩均水资源量的7 1 “1 。 承德市的人均水资源不足1 0 0 0 3 ，且时空分布极不均衡。全年降水量的8 0 左右集中在汛期( 6 9 月) ，整个非汛期八个月的降水量仅占全年降水的2 0 左右 特别是丰水年，汛期占全年降水量的比重更大，最多达至u 9 0 以上。从区域分布看， 水资源总的来说南部较多，北部、中部相对较少，特别是位于中部的双滦区和双桥 区，人口占全市的5 6 ，耕地占全市的1 9 9 6 ，工业建筑业占全市的4 9 4 ，商饮服务 业占全市的2 5 5 ，人均水资源量却仅为1 5 6 4 m 3 ，属人多、地少、经济发达、水资 源最为缺乏的区域嘲。 承德市地处滦河上中游、潮河的上游，水环境不仅直接影响到承德市用水问 题，而且将影响潘家口水库、密云水库的水体状况，从而影响到下游天津市、北京 市和唐山市的用水安全。 因此，针对承德市的水资源实际状况和用水特点，对社会经济需水量进行科 学合理的预测，不仅可以保障承德市人口、资源、环境和经济社会的协调发展，促 进和谐社会的构建，保证水资源的可持续利用，对支持京、津的发展也具有重要的 意义。 需水预测不仅是水供求研究的主要内容，同时也是加强水资源统一管理和制 定社会发展规划的重要参考依据。只有合理地预测近远期社会各部门的需水要求， 才能根据整个城市的供求关系做好前期水量平衡工作，有计划地指导水资源开发利 用，既不会由于规划不足造成用水危机，也不会由于规划过大造成大量的水资源工 程设施的闲置伽。 根据国家的统一部署，要求编制全国水资源综合规划，本课题就是在这一背 华北水利水电学院工程硕士学位论文 景下提出的，旨在通过对需水预测理论研究的基础上，预测承德市未来的城市需水 量，为承德市水资源规划服务。 1 2 相关领域研究现状 比起人类开发利用水资源的活动来讲，预测用水需求的历史是很短的，当人们 直接靠河水、泉水或者井水存活时，他们不会担心将来的用水需要，在他们的眼里 水是取之不尽、用之不竭的早期的城市供水设施是由投资者的投资能力决定的， 供水能力决定了供水范围和服务对象，而这常是城市的- d , 部分。由于没有条件和 能力考虑全部城市或地区的用水需求，因此那时也没有进行需水量预测的必要。只 有当发展到有足够的供水能力，满足一定区域内居民生活和生产活动的全部用水， 或者当供水部门有能力增加其供水能力以满足眼前和未来用水需求的时候，城市需 水量预测才有条件和有必要进行州。 需水量预测始于大约1 0 0 年前的美国。美国内战结束后，城市的重建和工业的 发展建设了不少的城市供水系统，其中大部分都是力图于服务全体居民的。正是从 那个时候开始，在供水系统规划中引进了一个新的原则：用水量应该由人口的需要 来决定，而不是由供水设计能力来决定。随着对水的管理工作的深入，随着全世界 范围内的水资源短缺和可持续发展呼声的日益高涨，世界各国都先后展开了对需水 量预测的研究工作嘲。 1 9 6 5 年美国开始进行全国水资源评价工作，于1 9 6 8 年完成了评价报告，这是 美国进行的第一次国家级水资源评价报告。2 0 世纪7 0 年代以来，世界各国陆续开 展了中长期需水量的预测工作。1 9 7 7 年联合国世界水会议在阿根廷马德普拉塔召 开，并号召世界各国要进行一次专门的国家级水资源评价活动。1 9 7 8 年美国又开 始进行第二次水资源评价，并重新对各类用水进行了需求预测嗍1 9 8 7 年联合国世 界环境与发展委员会出版了我们共同的未来，1 9 9 2 年( 2 1 世纪议程诞生， 使水资源研究开始围绕着面向未来的可持续发展这一中心问题蓬勃展开，从而推动 了中长期需水量预测研究的深入进行m 在国内，对需水量预测的研究工作起步较晚，它是在进入改革开放以来，随 着工业的发展和城市化进程的加快，水资源的供需矛盾日益突出时发展起来的。近 年来，由于我国水资源极度短缺的国情已引起社会各界的高度重视，使得需水量预 测工作得到迅猛的发展。从1 9 9 2 年下半年开始，中国科学院水问题联合中心组织完 成了“中国水资源开发利用在国土整治中的地位与作用”这一重大课题，并参加中 2 华北水利水电学院工程硕士学位论文 国二十一世纪议程的编制，从如何解决我国的水资源持续利用出发。开展了新的 中长期需水量预测研究。从目前我国在需水量预测的实践来看，无论从预测方法上， 还是从预铡结果上，都已经达到了世界先进水平”。 时至今日，在各个科学领域内的预测方法已多达二百多种，常用的也有二三 十种。随着城市用水量的高速增长和水资源的扫益紧缺，水资源规划和用水系统的 优化调度变得越来越重要，因而作为前提和基础的需水量预测也得到了长足的发 展，水资源需求预测的方法也出现了很多，并且在水资源规划与决策中发挥了重要 的作用嘲。 根据需水量预测的目的和预测对象的特点，可将其分为长期预测和短期预测。 短期预测一般是以用水系统优化调度管理为目的的，如日预测和时预测，这种预测 要求预测精度高，速度快；长期预测是以水资源长期规划为目的的，它预测周期长， 趋势性明显，考虑因素较多“” 根据各种需水量预测结果的特点与属性，通常将常用的预测方法分为定性预 测和定量预测两大类。定性预测是指在对以往用水历史数据的分析和对需水规律的 认识基础上，判断未来用水趋势的方法。定量预测是指利用人们对事物规律进行总 结，建立预测模型，并计算出未来状况数量的方法1 。 根据各种需水量预测方法的特点和属性，通常将常用的预测方法分为直观预 测法、时间序列法和模拟模型预测法三大类“”。 直观预测法是一种定性预测，只依靠人的直观判断能力对未来用水状况进行 直观判断的方法。也称直观判断法。它在需水量预测中，特别是在水资源决策中占 有十分重要的地位：如头脑风暴法、特尔斐法i 主观概率法、关联树法、先行指标 法等均属于直观预测法“2 “。 时间序列法是指利用过去的历年用水数据。对其进行统计分析，寻找用水数 据随时问变化的规律，建立时序模型，据此预测出未来用水状况的方法。 模拟模型预测法是指建立需水模型，确定需水模型的各种边界条件，从而确 定未来用水量与现用水量之间的关系。由于用水系统的复杂性，无法建立一个确定 的理论模型对它进行描述，所以绝大多数需水量预测模型都是建立在对历史数据的 统计分析基础上，不同的只是数据处理方式、应用特点及使用条件“。根据对数据 处理方式的不同，此种预测方法又可以分为结构分析法和系统方法。其中系统方法 华北水利水电学院工程硕士学位论文 是目前国内、国际需水量预测研究的前沿，具体包括灰色模型( g m ) 预测法、人工 神经网络模型预测法( a n n ) 和系统动力学法“” 1 3 论文研究的目的 承德市是一个经济比较落后的地区，目前的生产水平不高，浪费水的现象还 比较普遍，工业用水的重复利用率低。农田灌溉尚有较大的节水潜力。整体而言， 目前承德市的用水效率还相对较低。 通过研究承德市近年来各行各业用水的变化规律，揭示其未来的发展趋势， 利用理论依据对未来需水量进行科学预测，保证供需平衡，从而为水资源的科学利 用、合理开发提供依据，为节水措施和政策的实施提供支持，为供水决策和水利投 资提供参考，为水资源的可持续利用、经济社会的可持续发展提供保证，是本论文 主要的研究目的。 1 4 论文研究的范围和内容 1 、研究的范围 本论文研究的范围包括承德市属八个县三个区，包括围场县、丰宁县、隆化 县、承德县、滦平县、平泉县、宽城县、兴隆县，双桥区、双滦区、营子区。 本论文现状调查了1 9 9 0 至2 0 0 4 年数据，但在现状分析中为了简便，取1 9 9 0 、 1 9 9 5 、2 0 0 0 - - 年资料，意在对两个五年问的变化趋势作一比较，从而导出今后十年、 二十年的变化走向。现状水平年取2 0 0 0 年数据。根据全国水资源规划的统一要求， 近期预测年为2 0 1 0 年，中期预测年为2 0 2 0 年，远期预测年为2 0 3 0 年。 2 、研究的内容 本论文研究的主要内容有： 1 、对承德市现状用水情况进行调查： 2 、对未来经济、人口发展情况进行预测： 3 、对需水量预测的方法进行分析研究； 4 、利用不同的方法对承德市近远期工业、农业、生活、环境需水及总需水量 进行预测。 5 、对预测结果的可行性进行分析。 4 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第二章概述 2 1自然情况 承德市位于河北省东北部，燕山山脉东段长城北侧，东经1 1 5 0 5 4 1 1 9 0 2 0 ， 北纬4 0 0 1 2 4 2 。4 0 之间。东部与辽宁省交界，北部同内蒙古自治区接壤，南临 唐山、秦皇岛和天津市，西部与北京和张家口地区毗邻。 本区气候属于温带向暖湿带过渡，半干旱半湿润、大陆季风型山地气候，因 受西伯利亚冷气团及副热带太平洋气团影响，各地之间相差悬殊，冬长寒冷干燥少 雪，夏短炎热多降雨，且常有冰雹，春季干旱少雨，秋季天凉气爽，冷暖适中。 全区温度由北往南递增，常年平均气温由坝上的0 4 c 增至南部的9 2 ，全 区多年平均气温为7 5 ，七月份气温最高，平均气温2 4 3 。一月份气温最低， 平均气温一9 i c 。平均气温随纬度的增加而递减。 本区夏受大陆低气压和副热带高压控制，6 8 月南风吹至本区，湿润的气候 为本区高山抬升形成降水。全区多年平均降水深5 3 3 1 m ，降水总量为2 1 2 2 0 7 8 亿 m 3 ，总趋势由北向南逐步递增，北部降水深4 0 0 5 0 0 m m ，中部降水深5 0 0 6 5 0 m m ； 南部6 5 0 7 5 0 m m ，围场北部大光顶山、平泉东南部、兴隆地区由于地形的抬升作用， 形成两个多雨区，兴隆、宽城南部沿长城一线多年平均降水在7 5 0 m 以上，而丰宁 的小坝子、四岔口乡及坝上地区年降水量在4 0 0 m m 左右，是本区的少雨地区。中部 地区年降水量一般在5 0 0 6 0 0 m 。 承德市的水文地质情况均较复杂。按照河北水文地质分区，承德市在两个水 文地质区，一是冀北山地水文地质区；二是内蒙古高原水文地质区。地下水的储存 有三种形式：潜水、岩石裂隙水和喀斯特溶洞水。地下可利用水资源以地表潜水为 主。 2 2 社会经济 承德市辖区有八县三区，即：围场、丰宁、隆化、滦平、承德、兴隆、平泉、 宽城八个县和双桥、双滦、营子三个区。共计2 0 6 个乡( 镇) ，2 5 7 3 个村。是一个 以农业为主，工业欠发达的地区。全市面积3 9 8 0 8 8 7 k m 2 ，总人1 3 3 5 4 万人，其中农 华北水利水电学院工程硕士学位论文 村人口2 9 2 万人，城镇人口6 2 万人。 现状年全市国内生产总值( g d p ) 1 6 3 亿元，其中第一产业占1 6 3 ，第二产业 占4 4 7 ，第三产业占3 9 0 9 6 ，人均g d p4 6 0 7 元，全市财政收入1 0 1 9 亿元。“町 2 3 河流与水系 承德市河流分属三个流域，即滦河流域、潮白蓟运河流域、辽河流域。其中 滦河流域集水面积2 8 8 7 8 3 5 k m 2 ，占全市总面积的7 2 5 ，主要一级支流有小滦河、 兴洲河、伊逊河、武烈河、老牛河、柳河、瀑河、青龙河、洒河等；潮白蓟运河 流域集水面积6 7 7 6 7 4 k i n 2 ，占全市总面积的1 7 o ，主要一级支流有潮河、白河、 安道木河、清水河、句河等：辽河流域集水面积4 1 5 3 7 8 k m ，在本市分为辽河南 和辽河北两部分，分别占全市总面积的7 0 9 6 、3 4 。主要一级支流有大凌河、老 哈河、阴河、乌力代河、西路嘎河。1 。河流水系的分布见图2 1 f i 9 2 1 w a t e rs y s t e md i a g r a mo fc h e n gd e 6 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第三章用水情况趋势分析 3 1 现状年实际用水量 社会和国民经济各部门所有的用水对象均为用水户。分为生活用水、生产用 水和生态用水生活用水又分为城镇生活用水、农村生活用水；生产用水分为一 产用水、二产用水和三产用水。 按用水部门统计，现状年全市总用水量9 2 9 8 4 万m 3 。其中，生活用水8 8 7 7 万3 ，占总用水量的9 5 ，其中城镇生活用水2 4 7 8 9 万m 3 ，农村生活用水6 3 9 8 万3 ；一产用水6 9 8 2 2 万3 ，占7 5 1 ：- - - - 产用水1 2 7 4 1 万m 3 ，占总用水的1 3 7 ；。生态用水1 5 4 4 万3 ，占1 7 。可以看出，农业是承德市主要的用水部门。 图3 - 1 承德市2 0 0 0 年用水构成图 n 9 3 - 1t h ec o m p o s 虹gd m g r a mo f c h e u gd e su s e d t e ri n2 0 0 0 3 1 1 生活用水 生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水两部分，承德市2 0 0 0 年现状生 活用水量为8 8 7 7 万m 3 城镇生活用水指城镇居民生活用水。2 0 0 0 年承德市城镇生活用水为2 4 7 8 万 m 3 ，占总用水量的2 8 ，城镇人均生活用水量为1 1 0 l d ：其中双滦区、双桥区、 营子区三区用水量最大，为1 3 5 6 万3 ，人均1 2 0 l d ，其它八县用水量为1 1 2 3 万 m 3 ，人均用水量为1 0 0 l d 。 农村生活用水指农村居民生活用水。承德市2 0 0 0 年农村生活用水量为 7 华北水利水电学院工程硕士学位论文 6 3 9 8 1 万一，占总用水量的6 7 ，人均为6 0 l d 。 表3 - 12 0 0 0 年承德市各县生活用水量统计 t a b l e 3 - 1 l i v i n g u s e d w a t e r 5 t a n s 6 c a is h e e t o f c o u n f i 部o f c h e n g d e i n2 0 0 0 3 1 2 生产用水 1 、第一产业用水 第一产业用水包括种植业和林木渔业用水，种植业用水又包括水田、水浇地、 菜田三项；林木渔业用水包括灌溉林果地、灌溉草场、牲畜、鱼塘四项。 2 0 0 0 年承德市第一产业用水量为6 9 8 2 2 万3 ，占总用水量的7 5 1 ，是主 要的用水大户。 2 、二、三产业用水 第二产业用水包括工业和建筑业用水，工业用水一般指工矿企业在生产过程 中，用于制造、加工、冷却、净化、洗涤等生产用水和厂内生活用水。本次调查 中按规模以上工业( 年产值在5 0 0 万元以上) 、规模以下工业( 年产值在5 0 0 万 元以下) 、火核电工业用水分类统计。第三产业用水包括商饮业和服务业用水。 2 0 0 0 年全市二、三产业用水量1 2 7 4 1 万3 ，占总用水量的1 3 7 。市内三区属二、 三产业聚集地，二，三产用水量为5 6 7 3 万m 3 ，占全市二、三产业用水量的4 4 5 ， 8 华北水利水电学院工程硕士学位论文 占三区总用水的比例高达6 3 5 。 3 1 ：3 生态用水 生态用水是指为维持生态环境功能和进行生态环境建设所需要的最小需水 量，分为河道内和河道外两类生态环境用水。河道内生态环境用水一般分为维持 河道基本功能( 基流、冲沙、防凌、稀释净化等) 和河口生态环境的用水( 冲淤 保港、防潮压碱、河口生物等) ，河道外生态环境用水分为城镇生态环境美化( 绿 化用水、城镇河湖补水、环境卫生用水等) 和其他生态环境建设用水等( 地下水 回补、防沙固沙、防护林草、水土保持等) 本文所指生态用水仅指城镇生态环 境美化用水。承德市2 0 0 0 年现状生态用水量为1 5 4 4 万m 3 ，占总用水量的1 7 。 3 2 耗水量与耗水率 耗水量是指在输用水过程中，通过蒸腾蒸发、土壤吸收、产品带走、居民和 牲畜饮用等形式消耗掉，而不能回归到地表水或地下含水层的水量。其中城镇生 活与工业用水相对集中，一般以取用水量与排污水量之差作为耗水量：一产耗水 量包括农田灌溉的耗水量、林牧渔业耗水量，牲畜引水耗水量等，农田灌溉的耗 水量指渠系和田间蒸发及植物蒸腾量，一般采用毛用水量与回归水量( 包括补给 地下水的下渗量) 之差作为耗水量“”。按耗水统计，2 0 0 0 年全市总耗水量5 7 9 2 3 万m 3 。其中，生活耗水5 9 8 6 万m 3 。占总耗水量的1 0 3 ，其中城镇生活耗水8 6 8 万3 ，农村生活耗水5 1 1 万m 3 ；一产耗水4 2 3 5 8 万m 3 ，占7 3 1 ；二三产耗水9 2 0 9 万m 3 ，占总耗水的1 5 9 ；生态耗水3 7 1 万3 ，占总耗水量的0 6 。 耗水率为耗水量与用水量之比，是反映一个国家或地区用水水平的重要特征 指标。2 0 0 0 年承德市用水综合耗水率为6 2 3 ，其中生活耗水率为6 7 4 ，生产 耗水率为6 2 5 ，一产耗水率为6 0 7 ，二、三产耗水量包括工业、建筑业耗水量 以及商饮服务业的三产耗水量，耗水率为7 2 3 。 3 3 用水变化趋势分析 1 、人口及经济变化趋势分析 1 9 9 0 年至2 0 0 0 年全市人口格局发生了较大的变化，农村人口增长缓慢，甚 至是减少的趋势，而城镇人口迅速增加。1 9 9 0 1 9 9 5 年承德市人口增加了5 7 3 4 2 万人，其中农村人口增加了0 5 9 1 5 万人，增加0 2 ，城镇人口增加了5 1 4 2 7 万 人，增加1 5 0 。1 9 9 5 2 0 0 0 年承德市人口增加6 3 8 9 4 万人，其中农村人口减少 9 华北水利水电学院工程硕士学位论文 了1 5 9 7 2 万人，减少5 2 ；城镇人口增加了2 2 3 6 1 4 万人，增加5 6 8 ，承德市 三区人口增加了近1 5 倍。承德市1 9 9 0 年2 0 0 0 年人口变化趋势见图3 - 2 、图 3 - 3 、图3 - 4 。 图3 2承德市总人口变化趋势图 f i 9 3 - 2 t o t a lp o p u l a t i o nc h a n g e dt r e n dd i a g r a mo f c h e n gd e 图3 3承德市城镇人口变化趋势图 f i 9 3 - 3 t o w np o p u l a t i o nc h a n g e dt r e n dd i a g r a mo f c h e n gd e 图3 4承德市农村人口变化趋势图 f i 9 3 - 4c o u n t r yp o p u l a t i o nc h a n g e dt r e n dd i a g r a mo f c h e n gd e 1 9 9 0 年到1 9 9 5 年工业增加值增加了1 1 8 0 0 6 万元，增长7 6 7 ，新增建筑 面积增加了2 1 9 0 0 1 万2 ，增长4 4 4 ，三产增加值增加了2 2 3 4 2 0 万元，增加 1 0 华北水利水电学院工程硕士学位论文 1 6 5 6 ；种植业面积增加了1 7 3 6 万亩，增加1 4 8 ，林果面积减少了5 2 5 万亩， 减少1 9 1 。 1 9 9 5 年到2 0 0 0 年工业增加值增加3 2 6 1 6 5 万元，增长1 2 0 ，新增建筑面积 增加9 8 5 6 2 6 万m 2 ，增长1 3 8 5 ，三产增加值增加2 7 6 6 5 9 万元，增加7 7 2 ；种 植业面积增加1 9 5 2 万亩，增加了1 4 4 9 ，林果面积增加了1 8 5 万亩，增加 8 3 3 。经济增长指标见图3 - 5 、3 - 6 。 图3 5 承德市工业增加值变化趋势图 f i 9 3 - 5 i n d u s t r i a li n c r e m e n t a l c h a n g e d t r e n dd l n g r a mo f c h e n gd e 图3 6承德市种植业变化趋势图 f i 9 3 - 6 p l a n tp r o d u c t i o nc h a n g e dt r e n dd i a g r a mo f c h e n gd e 1 9 9 0 年1 9 9 5 年、1 9 9 5 年2 0 0 0 年工业发展速度均高于农业。1 9 9 5 年 2 0 0 0 年的增长速度高于1 9 9 0 年1 9 9 5 年。为与社会经济发展速度相适应，水资 源开发利用也得到相应的发展。 2 、各项用水变化趋势分析 1 9 9 5 年承德市总用水量比1 9 9 0 年净增加2 0 6 5 1 万m 3 ，共增长3 0 1 ，平均 年增长率为6 。主要是生产用水增长较快，共增加了2 0 4 0 9 万m 3 ，其中一产用 水增加了1 7 4 0 3 万m 3 ，增长了3 2 2 ，二、三产用水增长了3 0 0 6 3 万m 3 ，增长了 8 4 5 。生活用水基本持平，仅增加2 3 6 1 万3 ，增长率为2 9 。 2 0 0 0 年属于特枯年份，由于来水量的减少，总用水量比1 9 9 5 年只增加了3 6 7 4 华北水利水电学院工程硕士学位论文 万m 3 ，增加了了4 1 。其中一产用水呈减少的趋势，共减少1 5 6 7 万m 3 ，减少了 2 2 ，生态用水减少了1 5 3 7 万一，减少了4 9 9 。同时二、三产用水大幅度增加， 增长了6 1 7 8 万m 3 ，增长率9 4 1 。生活用水增加了6 0 0 8 万3 ，增长率为7 3 ，其中农村生活用水减少了3 5 0 万3 ，减少了5 2 ，城镇生活用水增加了9 5 1 万m 3 增加了6 2 2 。详见承德市1 9 9 0 年2 0 0 0 年生活用水、一产用水、二三产 用水变化趋势图( 图3 7 图3 - 1 1 ) 。 图3 7 承德市生活用水变化趋势 r i 9 3 - 7t o t a l l i v i n g u s e d w a t e r c h a n g e d t r e n dd i a g r a mo f c h a n g d e 图3 8承德市城镇生活用水变化趋势 f i 9 3 - 8t o w nl i v i n gu s e dw a t e rc h a n g e dt r e a dd i a g r a mo f c h a n gd e ，图3 - 9承德市农村生活用水变化趋势 r i 9 3 - 9 c o u n t r y l i v i n g u s e d w a t e r c h a n g e d t r e n dd i a g r a mo f c h e n g d e 1 2 华北水利水电学院工程硕士学位论文 图3 1 0承德市一产用水变化趋势 f i 9 3 - 1 0 t h e p r i m a r y i n d u s t r i a l u s e d w a t e r c h a n g e d t r e n d d i a g r a m o f c h e n g d e 图3 1 1承德市二、三产用水变化趋势 n 9 3 - 1 1t h es e c o n d a r yi n d u s t r i a la n dt e r t i a r yi n d u s t r i a lu s e dw a t e r c h a n g e dt r e n dd i a g r a mo fc h e n gd e 研究分析表明。1 9 9 0 2 0 0 0 年，用水结构发生了明显变化。1 9 9 5 年与1 9 9 0 年相比，承德地区各项用水均呈上升的趋势，二、三产用水增长较快，一产用水 和生活用水也有不同程度的上升。2 0 0 0 年1 9 9 5 年相比，农业用水呈现下降趋势， 生活用水中的农村生活用水也减少了3 5 0 万m 3 ，减少了5 2 ，而城镇生活用水有 较大幅度增长，尤其是承德市的三区，城镇生活用水年均增长率达到1 4 6 9 ，年 均增长率为2 9 9 。二、三产业用水也在1 9 9 5 年的基础上又有所增长，年均增长 了1 8 8 。由于二三产业和城镇生活用水普遍增长，其所占比重己由1 9 9 5 年的 7 3 ，提高到2 0 0 0 年的1 3 7 ，一产用水已从1 9 9 5 年的7 9 9 下降到2 0 0 0 年的 7 5 1 ，这种变化趋势预计今后随工业化和城市化的发展还将继续下去。 经对比分析，1 9 9 0 年2 0 0 0 年承德市用水变化呈以下特征： l 、人口增加，城市化加快，生活用水急剧增长 承德市总人口从1 9 9 0 年的3 4 1 4 万增加到2 0 0 0 年的3 5 3 8 7 万，年平均增 华北水利水电学院工程硕士学位论文 长率为0 3 5 ；相应生活用水量( 包括城镇和农村) 从1 9 9 0 年的8 0 4 0 万一增加到 2 0 0 0 年的8 8 7 7 万m 3 ，增加了4 3 7 万m 3 ，年均增长率4 。 从1 9 9 0 年到2 0 0 0 年，承德市城市发展较快。2 0 0 0 年城镇人口为6 1 7 2 万人， 较1 9 9 0 年的3 4 2 2 万增加了2 7 5 万，增长8 0 4 ；城市化率从1 9 9 0 年的1 0 上升到2 0 0 0 年的1 7 4 ，增加7 4 个百分点，随着城市化率的上升，人民生活水 平和生活用水相应提高，相应地2 0 0 0 年全国城镇生活用水量达2 4 7 9 万i l l 3 ，较1 9 9 0 年的1 3 0 5 万m 3 增加了t 1 7 4 万岔，增长9 0 ，年均增长为1 6 。城镇生活用水占 总用水量的比重由1 9 9 0 的1 9 提高到2 0 0 0 年的2 8 ，综合人均用水量由1 9 9 0 年的7 0 l d 增加到1 1 0l d 。 从1 9 9 0 年到2 0 0 0 年城镇生活用水量虽然有了较大的增加，但与全国平均 水平相比，还存在着明显的差距，2 0 0 0 年中国城镇生活用水水平为2 2 0l d 。 2 0 0 0 年承德市农村人口为2 9 2 万，较1 9 9 0 年减少1 5 3 8 万人，占总人口比 例由1 9 9 0 年的9 0 * , 6 下降到8 2 6 。2 0 0 0 年承德市农村生活总用水量为6 3 9 8 万3 ， 较1 9 9 0 年下降了3 3 8 万m 3 ，农村生活用水占总用水量的比重由1 9 9 0 年的9 8 降 低到2 0 0 0 年的6 9 2 、二、三产业用水发展迅速 与1 9 9 0 年相比，2 0 0 0 年承德市二三产业总用水量增加了9 1 8 4 万m 3 ，二三产 业用水占社会各部门总用水量的比重由1 9 9 0 年的5 2 上升到2 0 0 0 年的1 3 7 ， 提高了8 5 个百分点，二三产业用水年均增长率为2 6 。同期工业产值年均增 长率为1 5 ，明显高于用水的增长，工业用水弹性系数为0 1 7 ( 年用水量递增率 与工业产值递增率之比) 。由于科技进步和产业结构调整等因素，承德市2 0 0 0 年 二三产业万元产值用水量为9 3 4m 3 万元。 3 、灌溉面积有所增加，一产用水基本稳定 1 9 9 0 2 0 0 0 年，种植业灌溉面积呈逐渐上升的趋势，与1 9 9 0 年相比，承德 市一产总用水量增加了1 5 8 3 7 万m 3 ，一产用水占社会各部门总用水量的比重由 1 9 9 0 年的7 8 6 下降到2 0 0 0 年的7 5 5 ，下降了3 1 个百分点。 1 4 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第四章社会经济发展预测 社会经济发展与水资源利用有着密切的关系，一方面，社会经济发展需要有 水资源作支撑；另一方面，社会经济发展又对水资源系统产生压力；同时，水资 源的科学管理与保护又需要社会经济发展提供保证。因此，要求做到水资源管理 与社会经济发展相联系、相协调。 4 1 社会经济系统变化主要指标 社会经济指标主要是由描述和表征人1 3 、经济、社会、科技等发展的指标所 组成，该类指标比较繁杂，定性的较多，可操作性不强。在需水量预测研究中， 主要关注与水资源开发利用紧密相关又能够综合衡量社会经济发展态势的指标。 通过这些指标能够反映出水资源在社会经济系统中的配置状况、水资源对社会经 济发展的贡献作用，以及社会福利的增长情况。与本次预测密切相关的社会经济 发展指标有： 1 、人口发展指标。在需水量预测中，研究人口发展的主要目的，是确定各 种资源的人口当量，用人均指标来评价社会经济发展水平和资源利用状况以及生 态环境质量；同时，也可以用人均资源需求量来预测未来的需求水平，以谋求资 源的供需平衡。人口发展指标包括人口增长率，城镇与农村人口的比例以及城镇 化率等指标。 2 、经济发展指标。经济发展是可持续发展的基础部分，它为水资源的开发、 利用、保护和治理提供经济保障，水问题和生态环境问题的解决最终还要依赖于 经济发展。衡量经济发展的指标包括反映经济总体状况方面的人均g d p ，以及g d p 增长率、工业增加值等。 3 、科技发展指标。科技发展是实现可持续发展的重要环节，科技发展能够 减少环境的污染，能够降低单位产值的资源消耗。包括反映农业用水水平的灌溉 定额，反映工业用水水平的万元产值取水量等。 4 2 社会经济发展指标预测 水资源需求分析的基础是未来的社会经济发展格局。社会经济发展对水资源 华北水利水电学院工程硕士学位论文 需求增长的影响，主要体现在：人口增长与城市化进程；g d p 增长速度与各产业 增加值；农业发展与灌溉面积增长。上述三方面，在发展进程中既受到某些不确 定因素的影响，但也有一些确定性规律可循。在各个方面之间，还同时存在着深 刻的内在联系。 4 2 1 人口发展预测 人口指标包括总人口、城镇人口和农村人口。城镇人口为城镇供水区内使用 城镇供水设施的所有用水人口，包括暂住人口和区内农业人口；农村人口为居住 在农村，不使用城镇供水设施的用水人口。 结合承德市国民经济和社会发展第十个五年计划以及 2 1 世纪中国水供 求、中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告、河北省水 资源保护规划等资料确定承德市在各阶段的人口增长率以及各水平年的城镇化 率，同时还要考虑城镇农村人口向城镇流动等方面的因素。 。经预测承德市2 0 0 0 2 0 1 0 年人口增长率为7 0 ，2 0 1 0 2 0 2 0 年人口增长 率为5 0 ，2 0 2 0 2 0 3 0 年人1 ：3 增长率为5 。由于我国近年来对城镇户口的政策 越来越宽松，所以预计今后城镇化进程将较1 9 8 0 2 0 0 0 年有所加快。预测2 0 1 0 年全市城镇化率为2 9 6 ，2 0 2 0 年全市城镇化率为3 9 4 ，2 0 3 0 年全市城镇化率 为4 8 5 。并以此为控制，对八县城镇化率进行预测。 2 0 0 0 年全市总人口为3 5 3 8 7 万人，其中城镇人口为6 1 7 2 万人，经预测， 2 0 1 0 年全市总人口为3 7 9 2 0 万人，其中城镇人口为1 1 2 3 6 万人，2 0 2 0 年全市总 人1 3 为3 9 7 7 1 万人，其中城镇人口为1 5 6 7 5 万人；2 0 3 0 年全市总人口为4 1 6 1 8 万人，其中城镇人口为2 0 1 7 7 万人各年份及水平年人1 3 预测见表4 - 1 未来承德市人口增长的主要特征将集中体现在以下两个方面：人口自然增长 率将逐阶段下降；随着近年来城镇化程度的提高，城镇化率呈现逐阶段增加的趋 势。 1 6 华北水利水电学院工程硕士学位论文 表4 1人口发展进程及人口预测 t a b l e 4 - 1 d e v e l o pp r o g r e s sa n df o r e c a s to f p o p u l a t i o n 城镇人口农村人口总人口城镇化率 年份 ( 万人)( 万人)( 万人) ( ) 4 2 2 经济发展预测 结合海河流域和全